Uma célula solar à base de polímero popular poderia produzir mais energia se as cargas eletrônicas pudessem se mover com eficiência através dos componentes da célula. Uma nova mistura de três componentes permite que materiais condutores de células solares se auto-alinhem em colunas. O alinhamento melhora a eficiência. Esse, por sua vez, permite que as células solares sejam fabricadas três vezes mais espessas sem prejudicar o alto desempenho. A maior profundidade torna o processo mais compatível com os processos convencionais de revestimento industrial.

Fabricação confiável. Alta performance. As arquiteturas internas formadas por essa nova combinação de três componentes têm potencial para tornar esses materiais mais acessíveis a uma fabricação confiável. Os dispositivos podem ser feitos em espessuras maiores. Essas profundidades são mais adequadas para processos convencionais de revestimento industrial, mas ainda permitem que a célula mantenha seu alto desempenho.

Baixo custo, A escalabilidade de grandes áreas por processamento de solução é uma vantagem importante das células solares de polímero orgânico. Células solares orgânicas típicas, Contudo, requerem espessuras de camada ativa de menos de 100 nanômetros (cerca de 0,000004 polegadas) para um desempenho ideal, devido às limitações da mobilidade do portador de carga do semicondutor de polímero. Isso representa um desafio significativo para a manufatura baseada em soluções - tecnologias de revestimento de grandes áreas (por exemplo, revestimentos de rolo a rolo ou de fenda) são incapazes de fornecer filmes confiáveis ​​em dimensões tão finas.

O Center for Nanoscale Materials e a equipe da Stony Brook University demonstraram que adicionar um terceiro componente de polímero à mistura binária de materiais orgânicos de células solares leva a uma nanoestrutura colunar auto-montada. Isso melhorou a mobilidade de carga e o desempenho fotovoltaico em dispositivos com espessuras de camada de mais de 300 nanômetros - mais de três vezes mais espesso do que o normal. Estudos experimentais detalhados e simulações revelam que a tensão interfacial entre os componentes poliméricos é crucial para a obtenção da nanoarquitetura colunar automontada que fornece vias de extração de carga eficientes. Praticamente, esta arquitetura de célula solar orgânica de mistura ternária tem potencial para permitir a fabricação confiável em grandes áreas, porque os dispositivos podem ser feitos mais espessos para processos convencionais de revestimento industrial.